Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт силового трансформатора

Проверяют плотность прессовки активной стали ярм, качество изоляции, сопротивление изоляции стяжных шпилек, состояние изоляции ярмовых балок относительно активной стали, состояние заземляющих перемычек между ярмовой балкой и магнитной системой.

Измерение сопротивления изоляции проводят с помощью мегомметра. Если сопротивление изоляции одной шпильки меньше, чем остальных, или равно нулю, извлекают шпильку из отверстия в ярме вместе с изолирующими бумажно-бакелитовыми трубками. При наличии на трубках и шпильках признаков перегрева и замыкания листов активной стали (в результате осмотра отверстий в ярме с помощью переносной лампы) верхнее ярмо разбирают для устранения повреждений, а пластины его при необходимости подвергают переизолировке.

Перед прессовкой ярма от прессующей балки отделяют заземляющую ленту и измеряют сопротивление изоляции ярмовых балок относительно активной стали, а также качество изоляционных прокладок, активной сталью и ярмовыми балками. При хорошем качестве изоляции устанавливают на место заземляющую ленту, гайки стяжных шпилек затягивают до отказа и раскернивают их, а все шпильки перевязывают тонкой бечевкой.

У магнитных систем бесшпилечной конструкции подпрессовку ярм производят подтяжкой гаек на внешних шпильках, скобах, полубандажах.

Ремонт переключающих устройств. Осматривают контактные соединения переключателя и отводов устройств переключения без возбуждения, определяют плотность прилегания контактов, проверяя зазор между ламелями щупом, а также измеряя переходное электрическое сопротивление. При наличии подгаров на контактной поверхности устройство заменяют.

Для удаления налета, образующегося при работе в масле, контактную часть переключателя протирают ацетоном или бензином. Остальную часть устройства промывают чистым трансформаторным маслом.

При ремонте переключающих устройств регулирования под нагрузкой (РПН) проверяют контактные поверхности избирателя ступеней, контакторов и электрической части приводного механизма. Подгоревшие контакты зачищают и проверяют на плотность прилегания; при этом выясняют и устраняют причину подгорания.

Отказ в работе привода может быть вызван попаданием влаги из-за плохой герметичности дверцы шкафа, а также значительными люфтами соединительных валов.

Ремонт отводов. Признаком нарушения контакта является потемнение изоляции, а также отложение на его поверхности черной спекшейся массы. Дефектные соединения перепаивают и изолируют. Крепление отводов подтягивают планками, шпильками и гайками.

Ремонт вводов, бака, расширителя и радиаторов, размещенных на баке. Вводы демонтируют с крышки, осматривают и проверяют состояние изоляторов, прокладок, исправность резьбы на стержне и гайках. Поврежденные изоляторы заменяют, токопроводящие части и крепеж восстанавливают. После чистки и промывки вводы собирают, уплотнения заменяют новыми.

Вводы, переключающие устройства, краны крепят шпильками. Вводы должны стоять без перекосов и иметь равномерную затяжку. Этого достигают перекрестным подтягиванием гаек. Бак должен быть отремонтирован к окончанию ремонта активной части трансформатора. При ремонте из бака полностью сливают масло, демонтируют размещенные на стенках устройства, протирают внутреннюю и наружную поверхности. Если было обнаружено просачивание масла, то трещины или дефекты заваривают электросваркой. При сварочных работах стенки бака насухо протирают, строго соблюдая правила противопожарной безопасности. С бортов рамы и фланцев удаляют уплотняющие прокладки и очищают поверхности, на которых они были установлены.

Ремонт кранов выполняют в следующей последовательности: вывинчивают болты крепления вентиля к баку, разбирают вентиль, чистят и промывают его детали керосином, заменяют сальниковую набивку. Если вентиль после сборки и испытания не обеспечивает необходимой плотности прилегания посадочных поверхностей, последние притирают друг к другу. Сборку вентиля производят в порядке, обратном разборке. Затем вырезают резиновую кольцевую прокладку и устанавливают кран на старое место. Загрязненное масло спускают через сливное отверстие в дне бака. Пробку сливного отверстия уплотняют льняным волокном, пропитанным бакелитовым лаком.

При ремонте расширителя осматривают его внутреннюю поверхность. При коррозии удаляют ржавчину стальными щетками и покрывают внутреннюю поверхность расширителя эмалью 624С или 1201С. Для удобства проведения ремонта в стенках расширителей имеются люки.

Все пробки, отстойник и маслоуказатель чистят и промывают керосином, а резиновые прокладки заменяют новыми. Из отстойника спускают загрязненное масло. Промывают отстойник и заменяют уплотнение.

Ремонт охладителей, предохранительной трубы, осушителя воздуха, термосифонного фильтра включает те же операции, что и ремонт бака: чистку, промывку, окраску, проверку на отсутствие течи, изготовление и замену уплотняющих прокладок, сальниковой набивки в кранах и уплотнений пробок.

Радиаторы при ремонте опрессовывают гидравлическим прессом. При обнаружении течей внутреннюю поверхность радиатора отпаривают, промывают горячей водой, заваривают трещины электросваркой и вторично опрессовывают. Если течи нет, радиатор промывают горячим маслом и закрывают патрубки глухими фланцами на резиновых прокладках.

Ремонт трансформаторов с разборкой их активной части

Демонтаж активной части трансформатора.

Демонтаж крышки и отводов. Разборку активной части начинают с отсоединения от переключающего устройства и вводов регулировочных и линейных отводов. Отводы маркируют, вводы и переключатель ответвлений демонтируют до или после съема крышки с активной части.

При осмотре вводов определяют возможность их повторного использования. Если отводы имеют хорошую изоляцию и не нуждаются в замене, их снимают вместе с несущей деревянной рамной конструкцией, что позволяет сократить объем работ при сборке.

Расшихтовка верхнего ярма, демонтаж обмоток и изоляции. Разборку активной части начинают с распрессовки обмоток и верхнего ярма. Ярмовые балки со стороны ВН и НН не взаимозаменяемы, поэтому перед съемом их маркируют надписями. По первым вынутым пластинам устанавливают качество изоляции пластин и необходимость ее восстановления. Демонтированные пластины отправляют к лакировальной установке. Приступая к демонтажу обмоток и изоляции, оценивают их состояние. Если обмотки не заменяют, а только ремонтируют, то детали главной изоляции снимают, осматривают, устраняют небольшие дефекты и используют в дальнейшем.

При повреждении хотя бы одной из обмоток демонтируют со стержней все обмотки, так как металлические оплавления и копоть, возникшие под действием электрической дуги, осаждаются на всех обмотках и изоляции.

Обмотки большой массы снимают специальным съемным приспособлением.

Приспособления для съема и насадки обмоток трансформаторов делают трехлучевыми под углом 120°.

После демонтажа обмоток снимают со стержня нижнюю ярмовую и уравнительную изоляцию, электрокартонный цилиндр и буковые детали расклиновки внутренней обмотки. Если из-за износа изоляции обмотки подлежат замене, то заменяют и деревянные детали.

Ремонт обмоток трансформатора. Если при сильном нажатии пальцем изоляция разрушается, нужно заменять обмотки. При ремонте с обмоточного провода удаляется старая изоляция, после чего он отжигается, рихтуется и переизолируется.

Для удаления старой изоляции и отжига обмотку разматывают на отдельные бухты, которые нагревают в закрытой печи при температуре 500...600єС. При этом изоляция обгорает и снимаются внутренние упругие напряжения в меди - она становится «мягкой». Чтобы провод не спутался при обжиге, бухты бандажируют проволокой. Удаляют изоляцию путем протягивания провода через устройство, в котором изоляция разрезается в продольном направлении, очищается скребками и рихтуется. Провод рихтуют протягиванием через систему стальных роликов, перематывают на барабаны.

Провода соединяют внахлест электропайкой серебряным припоем. Места паек опиливают, зачищают наждачной шкуркой, после чего провод изолируют на специальных бумагооплеточных станках.

Сушка, прессовка и пропитка обмоток. После намотки обмотки имеют увеличенный по сравнению с расчетным осевой размер, поэтому их стягивают стальными плитами и шпильками, сушат и прессуют до получения указанной высоты. На верхней плите устанавливают пружины (тарельчатого типа), под действием которых по мере высыхания и усадки изоляции обмотки автоматически подпрессовываются.

В заводских условиях обмотки сушат под вакуумом в специальном термошкафу, а при индивидуальном ремонте в шкафу с электроподогревом или в металлическом баке индукционным методом. После сушки в течение 10...15 ч при 100...105°С обмотки прессуют, равномерно подтягивая гайки на шпильках стяжных плит до получения заданного осевого размера.

Чтобы придать обмоткам монолитность и механическую прочность, обмотки пропитывают погружением в лак МЛ-92 и запекают. Перед погружением в лак обмотки подогревают до 50...70°С. Длительность пропитки 15...40 мин. Когда излишек лака стечет, обмотку помещают в термошкаф, где выдерживают при температуре 100...105єС в течение 10...12ч. Для обеспечения механической прочности обмоток, изготавливаемых без пропитки и запекания, их витки укладывают более плотно за счет усиления натяжения обмоточного провода и прошивают наружными рейками.

После сушки обмотки спрессовывают специальным прессом и отделывают - обрезают выступающие части реек и клиньев, концы изоляционных лент; обрезают и укладывают концы обмоток. После этого обмотки стягивают стальными рамами, в которых их транспортируют и хранят до установки на магнитную систему.

Ремонт магнитной системы трансформатора. После демонтажа обмоток проводят дефектировку и определяют объем ремонтных работ магнитной системы. После очистки стержней и нижнего ярма проверяют изоляцию пластин магнитной системы и ярмовых балок и пластин.

Пластины с лаковым покрытием не должны спекаться, а пленка не должна отделяться от них при воздействии неострым предметом. Магнитная система годна, если на шпильках и пластинах нет повреждений, а состояние изоляции хорошее. При мелких дефектах производят частичный ремонт.

Полный ремонт магнитной системы представляет собой трудоемкую работу. Причиной ремонта может быть аварийный процесс, возникший в результате нарушения изоляции пластин и образования контура в магнитной системе и стальных деталях остова. По контуру протекает значительный ток, приводящий к выгоранию изоляции и стали.

Возможно и повреждение стали электрической дугой, возникшей при коротком замыкании в обмотках. При ремонте магнитной системы ограничиваются переизолировкой пластин верхнего ярма.

Каждая перешихтовка приводит к увеличению потерь холостого хода на 5...8 % (при полной переборке магнитной системы - до 25%).

Стремятся устранить повреждения магнитной системы без ее разборки.

Ремонт магнитной системы включает разборку и расшихтовку стержней и нижнего ярма; отбраковку и ремонт пластин; изготовление новых пластин, сборку и испытание магнитной системы.

Удаление изоляции пластин производят механическим или химическим (в ванне с 10...15%-м раствором едкого натра 80...90єС, с последующей промывкой и сушкой воздухом). Для снятия бумажной изоляции ее отпаривают в горячей воде с последующей сушкой или обжигом. Пластины вновь изолируют на лакировальной установке. В процессе лакирования периодически проверяют толщину пленки, электрическое сопротивление изоляции пластин и состав лака. Пластины укладывают ровно, без перекосов, выступов и набегания одной пластины на другую. Неровности и большие зазоры в стыках подбивают в процессе шихтовки подбойками из фибры.

Для контроля правильности укладки пластин периодически измеряют расстояние по диагонали. Толщину пакетов измеряют штангенциркулем, перекосы и вертикальность оправок проверяют угольником.

Ремонт и изготовление главной изоляции. Если изоляция имеет небольшие дефекты, ее ремонтируют, изготовляя и заменяя отдельные детали.

Для изготовления изоляции из электрокартона применяют станок или приспособление для вырезки шайб (круговые ножницы); вибрационные, гильотинные и ручные ножницы; электрическую или ручную дрель; молоток; кисть; стол для разметки, обмазки деталей лаком и сборки изоляции; пресс-форму -- приспособление для прессовки и запекания склеенных деталей.

В приложении приведены следующие акты необходимые при выполнении ремонтных работ:

· акт о выявленных дефектах оборудования;

· акт текущего (капитального) ремонта трансформатора напряжения;

· акт текущего (капитального) ремонта масляного выключателя;

· акт сдачи трансформатора в капитальный ремонт;

· и некоторые другие акты и справки.

6.3 Метод теории надежности

Для многих видов оборудования оптимальной стратегией технической эксплуатации служит планово-предупредительный ремонт, когда в заранее намеченные сроки проводят профилактическое обслуживание или ремонт. При этом удается с наименьшими затратами поддержать интенсивность отказов на требуемом уровне. Решение задачи о периодичности профилактик основано на графическом представлении влияния планово-предупредительных обслуживании на надежность.

Рисунок 24. Влияние планово-предупредительных обслуживаний на интенсивность отказов: где л_cp(t) -- средняя интенсивность отказов; б -- момент проведения планово-предупредительных обслуживаний

Рисунок 25. Влияние планово-предупредительных обслуживании на вероятность безотказной работы: где P_ср(t) -- средняя вероятность безотказной работы, t_П - периодичность планово-предупредительных обслуживании по заданному снижению интенсивности отказов; b - момент проведения планово-предупредительных обслуживании.

Как видно из рис. 2 и 3, после проведения профилактик (точки а и b) существенно замедляется снижение вероятности безотказной работы (рис. 3) и повышение интенсивности отказов (рис. 24). По рис. 24 задается верхняя граница интенсивности отказов (пунктир до т.. а). При пересечении верхней границы заданного значения с кривой изменения k(t) проводят планово-предупредительные обслуживания. Из рис. 25 видно, что искомая периодичность обслуживания находится при пересечении кривой изменения P(t) с нижней границей заданного значения вероятности безотказной работы (т.. b). Если нет ограничений на ресурсы, то малой периодичностью t_П можно поддерживать л*(t) = const, P*(t) = const на уровне новых изделий. Периодичность t_П можно определить, исходя из графика заданного или принятого изменения л(t) или P(t).

Обозначим снижение интенсивности отказов

изменение интенсивности отказов без профилактик и с профилактиками. Тогда t_П определим из уравнения:

На малом интервале времени интенсивность отказов изделия возрастает линейно л(t) = а + bt. Тогда для определения периодичности профилактик находим:

Отсюда искомая периодичность

7. Расчет заземления

Данные:

АЧВ = 15Ч12 м

U_лэп = 110кВ

L_лэп(кл) = 10 км

U_н = 10 кВ

с = 200 Ом·м (каменистая почва)

t = 0,7 м

Климатический район - III

Вертикальный электрод - уголок (75Ч75), L_в = 3м

Вид ЗУ - контурное

Горизонтальный электрод - полоса (40Ч4 мм)

Требуется:

· определить количество вертикальных и длину горизонтальных заземлителей;

· показать размещение ЗУ на плане;

· определить фактическое значение сопротивления ЗУ.

Решение:

1. Определяется расчетное сопротивление одного вертикального электрода

K_сез.в = F (верт., III) = 1,5

2. Определяется предельное сопротивление совмещенного ЗУ

(для ЛЭП ВН);

Требуемое по НН R_зу2 ? 10 Ом на НН

Принимается R_зу2 = 2,27 Ом (наименьшее из двух)

Так как с>100 Ом·м, то для расчета принимается

3. Определяется количество вертикальных электродов:

· без учета экранирования (расчетное)

Принимается

· с учетом экранирования

4. Размещается ЗУ на плане (рис. 26) и уточняются расстояния, наносятся на план.

Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1 м, то длина по периметру закладки равна

L=(А + 2)*2 +(В + 2)*2= (15 + 2)*2+(12 + 2)*2 = 62 м.

Тогда расстояние между электродами уточняется с учетом формы объекта. По углам устанавливают по одному вертикальному электроду, а оставшиеся - между ними.

Для равномерного распределения электродов окончательно принимается N_в = 30, тогда

где а_В - расстояние между электродами по ширине объекта, м;

а_А - расстояние между электродами по длине объекта, м;

п_В - количество электродов по ширине объекта;

п_А - количество электродов по длине объекта.

Для уточнения принимается среднее значение отношения

Тогда по таблице П5 уточняются коэффициенты использования

з_в = F (контр., 1; 30) = 0,43

з_г = F (контр., 1; 30) = 0,24

5. Определяются уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов

По таблице П2 K_сез.г = F(III) = 2,3

6. Определяется фактическое сопротивление ЗУ

следовательно, ЗУ эффективно

Таким образом, ЗУ объекта состоит из:

N_в = 30; L_в = 3 м; стальной уголок 75Ч75 мм; a_А = 2.125 м; а_В = 2 м; L_н = 62 м; стальная полоса - 40Ч4 мм. R_зу =3.3 Ом.

8. Утилизация оборудования

После того, как электрооборудование выводится из эксплуатации, оно подлежит утилизации, которая предназначена прежде всего для того, чтобы изолировать опасные для человека и окружающей среды вещества, а также переработать металлы и материалы, которые в последующем могут быть использованы в народном хозяйстве.

Дефектация трансформатора:

Части трансформатора	Содержание металла, %	Степень износа, %
Бак трансформатора Расширитель и выхлопная труба Вводы Переключающее устройство Приборы и аппаратура Система охлаждения Активная часть трансформатора	100 100 100 97 25 98 90	54 35 87 96 92 68 84

Утилизировать отслужившее свой срок электрооборудование так же необходимо экологически безопасным способом.

При утилизации необходимо полная разборка оборудования (сортировка лома) от вредных трудноудалимых компонентов, например цветных металлов, ухудшающих качество стали.

Трансформаторы не содержат опасных веществ, поэтому для утилизации их достаточно разобрать и извлечь обмотки.

Рассмотрим содержание различных материалов в трансформаторе, массой 2500 кг, стоимостью 650000 рублей.

Трансформатор содержит следующие черные и цветные металлы:

Сталь конструкционная 830 кг.

Сталь электротехническая 870 кг.

Медь 800 кг.

Суммарная масса черных металлов 1700 кг. Это составляет 66,7% массы трансформатора.

Текущая стоимость слабозагрязненного лома черных металлов - 5500 руб./тонна. Следовательно, при его реализации получим 9350 рублей.

Содержание меди 32,3% от массы трансформатора.

Текущая стоимость лома медной группы - 160000 руб./тонна. Следовательно, при его реализации получим 128000 рублей.

Суммарно при утилизации трансформатора получим 137350 рублей, что составляет 21,3% от стоимости нового трансформатора.

Кроме металлов трансформатор содержит неметаллические материалы, в основном электроизоляционные:

Краски, лаки, эмали, бумагу и электрокартон, лакоткань, трансформаторное масло.

Для облегчения извлечения обмоток активную часть трансформатора подвергается обжигу, во время которого неметаллические материалы выгорают.

Твердые отходы (зола) неметаллических материалов экологической опасности не представляет и подлежит захоронению обычным способом или могут быть утилизированы как наполнитель асфальтобетона в дорожном строительстве.

Сочетание таких инструментов, как тарифы и законодательное регулирование, с возрастающим давлением со стороны потребителей должно создать дополнительные стимулы для производителей принимать в расчет экологические соображения при выборе материалов, конструкции изделий и упаковки.

Перед ними стоит задача разработки новых технологий, обеспечивающих полную оборачиваемость их продукции с точки зрения рециркуляции и повторного использования изделий в конце их жизненного цикла.

В конечном итоге установление ответственности производителей побудит их к экологически устойчивому конструированию продукции.

Заключение

В данной курсовой работе были рассмотрены вопросы монтажа, пуска, эксплуатации, ремонта и утилизации трансформаторов.

Правильный монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт трансформатов во многом определяет технико-экономические показатели подстанции в целом.

Правильная утилизация электрооборудования позволяет повторно использовать ценные материалы и помогает сохранить окружающую среду.

Так же было рассчитано заземление, удовлетворяющее требованиям обеспечения безопасности людей, защиты и обеспечения эксплуатационных режимов работы.

Мною были подробно рассмотрены следующие пункты: транспортировка и хранение трансформатора; конструктивное исполнение трансформатора (его активная часть; бак трансформатора; расширитель и выхлопная труба; система охлаждения ДЦ; вводы; переключающее устройство; контрольно-измерительные приборы и аппаратура); монтаж (подготовка монтажа; проверка фундаментов под монтаж; монтаж трансформаторов; сушка обмоток трансформаторов); пусконаладочные работы; испытания трансформаторов (определение условий включения трансформаторов; измерение сопротивления изоляции обмоток; проверка коэффициента трансформации; испытание бака с радиаторами гидравлическим давлением; проверка системы охлаждения; проверка состояния силикагеля); эксплуатация трансформаторов (организация обслуживания трансформаторов; оперативное обслуживание трансформаторов; техническое обслуживание трансформаторов); классификация ремонтов трансформаторов (текущий ремонт трансформаторов; капитальный ремонт трансформаторов).

Список использованных источников

1. Полуянович Н.К. Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт электрооборудования и систем электроснабжения промышленных предприятий: Учеб. пособие.- Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005

2. Сибикин Ю.Д. Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок. М.: «Высшая школа», 2003

3. Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. перераб. и с доп., с изменениями - М.: Госэнергонадзор, 2003

4. Правила устройств электроустановок. Издание 6,7 версия: 1.1.202.: 2005

5. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей \ Мин-во энергетики РФ.- М.:НЦ ЭНАС. 2003

6. http://www.kodges.ru/

7. http://www.rarlab.com/.

Размещено на Allbest.ru